HPC Portré - dr. Szőri Milán

„...a szuperszámítógép és a rá telepített szoftverek együttese inkább olyan, mint egy gyanúsított, aki nem hazudik.”  – Interjú dr. Szőri Milánnal, a Miskolci Egyetem docensével

Mikor és hogyan ismerte meg a szuperszámítástechnikát?

A Szegedi Tudományegyetemen, 2000 őszén, harmadéves vegyészként Tasi Gyulánál, aki akkor érkezett vissza Japánból. Sokat mesélt arról, hogy az alvási ciklust irányító hormon, a melatoninmolekula összes lehetséges molekulageometriájának (konformereinek) meghatározásához szuperszámítógépet használt, és hogy a nagymennyiségű kvantumkémiai számolási eredményeinek feldolgozása szimplán emberi munkával már kivitelezhetetlen. Akkor az én célom még az volt, hogy olyan PC-m legyen, ami kvantumkémiai számításokra is használható. Ez ma már kevésbé probléma, a Miskolci Egyetemen az elsős vegyészmérnökök is végeznek ilyen számításokat a saját laptopjukon vagy a géptermi PC-jükön. Vannak olyan hallgatók is, akik harmadéves korukra napi szintű HPC-felhasználók, azaz „HPC-bennszülöttek”.

Mi volt az első szuperszámítógépes munkája, élménye?

Ez nem egy konkrét esemény, hanem több lépcsős folyamat volt nálam a PC-től, a 18 gépből álló klasztergépen és az 5 blade-egységből álló „mini” szuperszámítógépen keresztül a valódi szuperszámítógépekig. Az első igazi szuperszámítógép-infrastruktúra, amin dolgoztam, a KIFÜ elődjénél, a NIIF-nél lévő szegedi gép volt, amelyen 2011. július 22-én kezdtem el a számításokat. Ezenkívül volt szerencsém nyüstölni a Cseh Tudományos Akadémia klasztereit, a Cineca, a Compute Canada, valamint a Mésocentre de calcul de Franche-Comté szuperszámítógépeit is.  Olyan munkakörnyezetben váltam kutatóvá, ahol a szuperszámítógép használata alapértelmezett volt, ahol tudtam használtam, ahol lehetett, ott tanítottam is a használatát.

Tekinthető a szuperszámítógép egyfajta „bölcsek kövének”, ami minden tudományterület számára hasznos, vagy csak egy praktikus eszköz, mint a kréta?

Semmiképpen sem „bölcsek köve”, nem fog helyettünk problémát felvetni és megoldani. A szuperszámítógép válasza – utalva a Galaxis útikalauz stopposoknak című regényre – maximum a 42 lesz. A kérdés, hogy ezzel az eredménnyel mit kezdünk. Ha analógiát keresünk, akkor a szuperszámítógép és a rá telepített szoftverek együttese inkább olyan, mint egy gyanúsított, aki nem hazudik. Ahhoz, hogy a válasz is értelmes legyen, tehát igaz legyen a modellezni kívánt, fizikailag létező rendszerre, jól kell tőle kérdezni. Ez nem könnyű.

Ön mire használja a szuperszámítógépet?

Főként kísérleti eredmények értelmezésére és kísérlettervezésre. Prediktív kémiai modellekkel megcsináljuk a mérést virtuálisan a szuperszámítógépen, például feltérképezzük a lehetséges kémiai reakciókat. Majd a kapott eredményeket kísérletekkel is ellenőrizzük. Ezenkívül munkatársaimmal rendszeresen vizsgáljuk a csillagközi tér adszorpciós folyamatait, amely eredményeképpen a világűrben is mindenütt jelenlévő vízből keletkezett jégfelületeken prebiotikus molekulák adnak randevút egymásnak. Azt próbálom megfejteni, hogyan találkoznak ezek a molekulák és miért éppen az élet szempontjából nélkülözhetetlen aminosavak képződnek.

Az élet keletkezését megismerni nem túl nagy kihívás?

Természetesen az! De egyúttal érdekes is! Persze nem vagyunk egyedül ebben a kutatási témában, a többi kutató is hasonlóképpen hozzáteszi a maga részét. Az a tudomány lényege, hogy minél többet megértsünk a minket körülvevő folyamatokból, racionális válaszokat találjuk. Csodák nincsenek, oka van mindennek.

Van olyan projektje, eredménye, ami megvalósíthatatlan lett volna szuperszámítógép nélkül?

A kutatócsoportunkban próbáljuk a projekteket úgy kivitelezni, hogy mindent az általunk elérhető legmegbízhatóbb elméleti szinten számítsunk. A megbízhatóság kéz a kézben jár a számításintenzív módszerválasztással. Így nyugodtan kijelenthetem, hogy ez elmondható az összes számításos kémiai kutatási projektünkről.

Ez nem tűnik könnyű feladatnak.

De megoldható! A szuperszámítógép egy általános mérőrendszer, amely teljesen újrastrukturálja a kémiai tudást. Az a szintű felbontás, amit a szuperszámítógép tud, kísérletes úton nem, vagy nehezen hozzáférhető. Sokkal nagyobb problémakört lehet vizsgálni, de az eredmények humán feldolgozása a legtöbb esetben már nem megoldható. Ezért előre végig kell gondolni, milyen eredmények várhatóak, azaz programok formájában rendszerezni kell azt a tudást, amivel még nem is rendelkezünk.

Nem válik így dehumanizálttá a tudomány?

A szuperszámítógép csak bizonyos lépéseket automatizál. De közben a részeredmények irányt is mutatnak, és másnaptól már jöhetnek az új ötletek.

Hogyan hasznosíthatóak az Ön eredményei?

A szuperszámítógépes kémia elsősorban tudatformáló, a molekulák szintjén segít értelmezni olyan folyamatokat, amelyek akár már szemmel is jól láthatóak. Számítási eredményeinkkel például az ipari szintézis során kívánt terméken túl, a melléktermék képződéséhez vezető elemi reakciók is értelmezhetővé válnak. Ennek ismeretében van mód a szintézis körülményeinek módosítására. Tapasztalataim szerint az ipari partnerek esetében egy teljes körű szolgáltatás biztosítása célszerű, mert ők egy adott problémát akarnak megoldani. Hasonló a helyzet, ha molekulatervezésről van szó. A professzionális szuperszámítógép-felhasználó tudása a termék az ipar számára, nem pedig a szuperszámítógép és az ahhoz való hozzáférés. Ehhez jön hozzá a bizalmi tőke, a cégek nem minden információt osztanának meg a kutatókkal. Ez egy tipikus probléma, de személyes találkozással, intenzív együttműködéssel, no meg titoktartási szerződéssel mindez megoldható.

Mennyire tartja kihívásnak a szuperszámítógép használatát?

A nagy számítási teljesítmény egyúttal nagy adatmennyiséget is jelent. Ennek kezelése rendszerszintű gondolkodást és körültekintő projekttervezést igényel.  A HPC-használat segít munkafolyamatokban gondolkodni, felkészít a komplikációk előzetes kiszűrésére. Igazából nem kell a HPC-használattól tartani, hiszen az ember a saját képességei szerint tud egyre komplexebb feladatokat megoldani. A HPC igazából a platformot adja, amin az ember a képességeit ki tudja terjeszteni. Valószínűleg nem a HPC, hanem a szellemi korlát jelenti majd az igazi határt.

Hogyan szerezhető meg az a magabiztos tudás, amivel a Kompetencia Központ szakértője is lehet az ember?

Nem szabad megijedni a szuperszámítógéptől, használni kell, a tapasztalat meg majd jön! Amikor a standard használat már nagy biztonsággal megy, érdemes eltávolodni a napi rutintól. Ami mérhető, az egyúttal számítható is. Meg kell próbálni újabb és újabb területeken használni ezt a nagyteljesítményű virtuális mérőeszközt, ahol a mérési elvet a számítógépre telepített szoftver rögzíti. Mivel a mérési elvek sok esetben eléggé általánosak, a tudományterületi határok számunkra, számításos vegyészek számára kevésbé tűnnek demarkációs vonalnak. A természeti törvények általánossága kevéssé „tiszteli” a szaktudományi határokat. Ily módon tudok kutatásaim során újabb ismereteket szerezni a racionális anyagtervezéstől az asztrokémián át a kémiai evolúcióig.

Önnek ki segít, ha esetleg szüksége van rá?

HPC-problémákkal dr. Fekete Attila, aki KIFÜ egyik rendszergazdája. Ő szokott ötleteket adni és segíteni, ha úgy érzem, elakadtam.

Volt esetleg példa arra, hogy egy teljesen más tudományterületet képviselő felhasználó akaratlanul inspirálta?

Minden konzultáción más-más kollegát ismerek meg jobban. Mivel többféle tudományterületen is otthonosan mozgok, akaratlanul is használom az egyik tudományterületen megszerzett tudást a másikon.  

Van közösségteremtő ereje a konzultációknak, kapcsolatban maradnak a közös munka után is?

Határozottan igen. Hiszek a kutatómunka közösségteremtő erejében, és abban, hogy a közösségek egyedi kultúrát teremtenek. Ezekben a közösségekben természetesen nemcsak a szakmai beszélgetések folynak.

Mi a HPC Kompetencia Központ legfontosabb feladata ön szerint?

Általánosságban véve a tudás- és információtranszfer biztosítása, a jövő HPC szakembereinek képzése. A mindennapokban a szolgáltatásokat kell könnyen hozzáférhetővé tenni, és gyakorlati útmutatókkal segíteni a kezdő felhasználókat. A központnak kell koordinálnia az előretelepített szoftverek tesztelését és az optimális szoftverbeállítások bemutatásával támogatni a felhasználót.

Nagy szükség van a személyes találkozásokra, sokat tudnánk tanulni egymástól. Azok, akik értik a technológiát és abszolút naprakészek, szintén nagyon sokat tudnak adni egy ilyen kutatói közösségnek. Fontos lenne megismerni a fejlesztési irányokat és a külföldön szerzett tapasztalatok megosztása, a jógyakorlatok adaptálása is fontos. A Kompetencia Központnak kell azonosítania és fókuszba helyeznie azokat a zászlóshajó-projekteket, amelyek népszerűsítik a szuperszámítógépet, bemutatják az előnyeit, katalizálva a további felhasználók megjelenését.

Ideális esetben a Kompetencia Központ az aktív felhasználói közösség szempontjait szintetizálva tesz majd javaslatokat a szolgáltatások fejlesztésére és bővítésre. Az a leghatékonyabb, ha a felhasználók definiálják, hogy az adott tudományterületi újítások milyen szoftvereken keresztül érhetőek el, és hogy ezek a szoftverek milyen sorrendben kerüljenek beszerzésre és telepítésre.

Milyen tudományterületeken tartaná fontosnak a szuperszámítógépes alapismeretek integrálását a tananyagba?

A HPC szoftverrel élesíthető és specifikálható mérőeszköz, ami minden általam ismert tudományterületen alkalmazható. A felsőoktatási tananyag pedig ezt kell, hogy tükrözze. A Miskolci Egyetemen az elsős vegyészmérnökök képzésében már ott van a HPC bemutatása. Rögtön a második számítástechnika órájukon megmutatom nekik az egyetemünk számítógépközpontjában elhelyezett KIFÜ-s szuperszámítógépet. Az érdeklődő diákok számára pedig HPC-kapacitás is rendelkezésre áll. Hasonlóra kollégáimat csak bátorítani tudom.

Mit gondol a szuperszámítógépek jövőjéről?

A klasszikus tudományterületeken, mint a kémia és a biológia, a jövő és a szuperszámítógépek egy és ugyanaz. Ahogy a fizikában már megtörtént, úgy válnak ezen diszciplínák is prediktíven modellezhetővé, és a predikció egyre inkább megelőzi a kísérleteket. Ezzel egyidőben a HPC-s szimulációk szépen beszivárognak a többi tudományterületre is. A feladat nem a szivárgás elhárítása, hanem mihamarabbi folyóvá szélesítése.